平板顯示器課件

1、第六章第六章 平板顯示器件平板顯示器件 6.1 6.1 液晶顯示器（液晶顯示器（LCDLCD） 6.2 LED6.2 LED顯示器顯示器 6.3 6.3 等離子體顯示器（等離子體顯示器（PDPPDP） 6.4 DLP6.4 DLP投影顯示投影顯示 微小的外部能量微小的外部能量電場、磁場、熱能等電場、磁場、熱能等 就能實(shí)現(xiàn)各分子狀態(tài)間的轉(zhuǎn)變，從而引起就能實(shí)現(xiàn)各分子狀態(tài)間的轉(zhuǎn)變，從而引起 液晶的光、電、磁的物理性質(zhì)發(fā)生變化。液晶的光、電、磁的物理性質(zhì)發(fā)生變化。 液晶分子的形狀呈棒狀，寬約十分之幾納液晶分子的形狀呈棒狀，寬約十分之幾納 米，長為數(shù)納米。米，長為數(shù)納米。 液晶材料用于顯示是利用它在電場

2、作用下，液晶材料用于顯示是利用它在電場作用下， 光學(xué)性質(zhì)發(fā)生變化從而光學(xué)性質(zhì)發(fā)生變化從而對外部入射光對外部入射光產(chǎn)生調(diào)制。產(chǎn)生調(diào)制。 平板顯示器課件 向列相液晶分子是液向列相液晶分子是液 晶顯示的主要材料晶顯示的主要材料。 實(shí)用中是用實(shí)用中是用3030多種單質(zhì)液晶組成混合液晶。多種單質(zhì)液晶組成混合液晶。 平板顯示器課件 一、線偏振光在向列液晶中的傳播一、線偏振光在向列液晶中的傳播 關(guān)于關(guān)于液晶介電常數(shù)液晶介電常數(shù)；定義：；定義： / 0 P P型液晶；型液晶； 外電場作用時(shí)，分子長軸外電場作用時(shí)，分子長軸 方向與外電場平行。方向與外電場平行。 0 N N型液晶型液晶 ； 外電場作用時(shí)，分子長軸

3、外電場作用時(shí)，分子長軸 方向與外電場垂直。方向與外電場垂直。 液晶顯示主要使用液晶顯示主要使用P P型液晶。型液晶。 P P型液晶是正單軸晶體，分子長軸方向就是光軸。型液晶是正單軸晶體，分子長軸方向就是光軸。 oe nnnnn / 平板顯示器課件 線偏振光正入射線偏振光正入射P P型液晶材料，如果其型液晶材料，如果其 偏振方向與光軸平行或垂直，則它的偏振方向與光軸平行或垂直，則它的 偏振方向和傳播方向都不改變。偏振方向和傳播方向都不改變。 二、扭曲向列型液晶器件（二、扭曲向列型液晶器件（TN-LCDTN-LCD） 液晶盒液晶盒 ： 封裝液晶封裝液晶 的間隙只的間隙只 有幾有幾mm。 定向?qū)佣ㄏ?/p>

4、層：使使液晶分子液晶分子 從上到下扭曲從上到下扭曲9090。 平板顯示器課件 TN-LCDTN-LCD的工作原理的工作原理 采用光刻技采用光刻技 術(shù)，制作術(shù)，制作 ITOITO玻璃上玻璃上 的顯示電極的顯示電極 加電壓到相應(yīng)電極上，加電壓到相應(yīng)電極上， 可實(shí)現(xiàn)所期望的顯示。可實(shí)現(xiàn)所期望的顯示。 在下偏振片在下偏振片 后再貼一塊后再貼一塊 反光片，就反光片，就 成為反射式成為反射式 液晶顯示器液晶顯示器 平板顯示器課件 TN-LCDTN-LCD的電光特性的電光特性 rms U：電壓有效值：電壓有效值 rmsth UU% rmsth UU90T % 電光特性與電光特性與 顯示對比度顯示對比度 相關(guān)

5、。相關(guān)。 TN-LCDTN-LCD的響應(yīng)時(shí)間的響應(yīng)時(shí)間 在在80ms80ms左右。左右。 三、超扭曲向列型液晶顯示（三、超扭曲向列型液晶顯示（STN-LCDSTN-LCD） 在液晶顯示電極上加信號(hào)，是用液晶顯示電極上加信號(hào)，是用 矩陣尋址法，即矩陣尋址法，即X-YX-Y尋址。尋址。 平板顯示器課件 TN-LCDTN-LCD的液晶分子的扭的液晶分子的扭 曲角為曲角為9090，電光特性，電光特性 曲線不夠陡峭。在用矩曲線不夠陡峭。在用矩 陣尋址法驅(qū)動(dòng)時(shí)，有明陣尋址法驅(qū)動(dòng)時(shí)，有明 顯的交叉效應(yīng)。顯的交叉效應(yīng)。 交叉效應(yīng)隨矩陣行、列數(shù)交叉效應(yīng)隨矩陣行、列數(shù) 目的增大而加劇，使圖像目的增大而加劇，使圖像

6、 對比度降低，質(zhì)量變差。對比度降低，質(zhì)量變差。 STN-LCDSTN-LCD使液晶分子的扭曲角增加到使液晶分子的扭曲角增加到180180 270270，大大提高了電光特性的陡度，大大提高了電光特性的陡度。 STN-LCDSTN-LCD利用了超扭曲和雙折射兩個(gè)效應(yīng)，利用了超扭曲和雙折射兩個(gè)效應(yīng)， 是基于是基于光學(xué)干涉光學(xué)干涉的顯示器件。的顯示器件。 平板顯示器課件 對對STN-LCDSTN-LCD的有色的有色 背景進(jìn)行補(bǔ)償，背景進(jìn)行補(bǔ)償， 實(shí)現(xiàn)黑白顯示實(shí)現(xiàn)黑白顯示 實(shí)現(xiàn)黑白顯示后，實(shí)現(xiàn)黑白顯示后， 再加彩色濾色器，再加彩色濾色器， 就可實(shí)現(xiàn)彩色顯示就可實(shí)現(xiàn)彩色顯示 STN-LCDSTN-LCD的

7、的 電光響應(yīng)電光響應(yīng) 時(shí)間大于時(shí)間大于 100 ms100 ms。 平板顯示器課件 四、有源矩陣液晶顯示器件（四、有源矩陣液晶顯示器件（AM-LCDAM-LCD） 在每一個(gè)像素上設(shè)計(jì)一個(gè)非線性的有源器件，在每一個(gè)像素上設(shè)計(jì)一個(gè)非線性的有源器件， 使每個(gè)像素可以被獨(dú)立驅(qū)動(dòng)，克服交叉效應(yīng)，使每個(gè)像素可以被獨(dú)立驅(qū)動(dòng)，克服交叉效應(yīng)， 可以提高液晶的分辨率和實(shí)現(xiàn)多灰度級(jí)顯示?？梢蕴岣咭壕У姆直媛屎蛯?shí)現(xiàn)多灰度級(jí)顯示。 TFT-LCDTFT-LCD就是目前性能就是目前性能 較好的較好的AM-LCDAM-LCD器件。器件。 l存儲(chǔ)效應(yīng)，得到對比度存儲(chǔ)效應(yīng)，得到對比度 很高的顯示質(zhì)量。很高的顯示質(zhì)量。 l多灰度

8、級(jí)顯示多灰度級(jí)顯示 l彩色顯示彩色顯示 平板顯示器課件 五、五、LCDLCD的背光源的背光源 液晶顯示屏、液晶彩電等為了實(shí)現(xiàn)高液晶顯示屏、液晶彩電等為了實(shí)現(xiàn)高 對比度的全色顯示需要加背光源。對比度的全色顯示需要加背光源。 背光源主要有：背光源主要有：熱陰極熒光燈熱陰極熒光燈(HCFL)(HCFL)、 冷陰極熒光燈冷陰極熒光燈(CCFL)(CCFL)、發(fā)光二極管、發(fā)光二極管、 電致發(fā)光板等。電致發(fā)光板等。 LCDLCD屏加上控制、驅(qū)動(dòng)電路和背屏加上控制、驅(qū)動(dòng)電路和背 光源就組成了實(shí)用的光源就組成了實(shí)用的LCDLCD模塊。模塊。 背光源應(yīng)有較高的亮度和發(fā)光效率，背光源應(yīng)有較高的亮度和發(fā)光效率， 功

9、耗小，壽命長，且背照均勻。功耗小，壽命長，且背照均勻。 平板顯示器課件 六、六、LCDLCD的特點(diǎn)和應(yīng)用的特點(diǎn)和應(yīng)用 器件厚度僅數(shù)毫米，非常適于便攜式器件厚度僅數(shù)毫米，非常適于便攜式 裝置的顯示。裝置的顯示。 工作電壓僅幾伏，用工作電壓僅幾伏，用CMOSCMOS電路可直接電路可直接 驅(qū)動(dòng)。驅(qū)動(dòng)。功耗很低。功耗很低。 采用彩色濾色器，易實(shí)現(xiàn)彩色顯示。采用彩色濾色器，易實(shí)現(xiàn)彩色顯示。 LCDLCD已成為應(yīng)用最廣泛的平板顯示器之一。已成為應(yīng)用最廣泛的平板顯示器之一。 應(yīng)用于儀器儀表、手機(jī)等顯示，還有應(yīng)用于儀器儀表、手機(jī)等顯示，還有 計(jì)算機(jī)顯示器、液晶彩電、液晶投影機(jī)等，計(jì)算機(jī)顯示器、液晶彩電、液晶投

10、影機(jī)等， 市場十分廣闊。市場十分廣闊。 平板顯示器課件 液晶投影機(jī)光路液晶投影機(jī)光路 圖圖 二、有機(jī)電致發(fā)光器件二、有機(jī)電致發(fā)光器件OLEDOLED LEDLED是無機(jī)電致發(fā)光，是無機(jī)電致發(fā)光，OLEDOLED是有機(jī)是有機(jī) 熒光材料作為發(fā)光物質(zhì)，結(jié)構(gòu)和發(fā)熒光材料作為發(fā)光物質(zhì)，結(jié)構(gòu)和發(fā) 光機(jī)理上類同于無機(jī)光機(jī)理上類同于無機(jī)LEDLED器件。器件。 （Organic light emitting diodeOrganic light emitting diode） 平板顯示器課件 ETLETL：電子傳輸層：電子傳輸層 EMLEML：發(fā)光層：發(fā)光層 HTLHTL：空穴傳輸層：空穴傳輸層 有機(jī)有機(jī) 材

11、料材料 OLEDOLED發(fā)光有五個(gè)步驟：發(fā)光有五個(gè)步驟： 載流子電子和空穴分別從陰極、陽極注入載流子電子和空穴分別從陰極、陽極注入ETLETL、HTLHTL。 載流子分別從載流子分別從ETLETL和和HTLHTL向向EMLEML遷移。遷移。 載流子在載流子在EMLEML中復(fù)合并產(chǎn)生激發(fā)子（中復(fù)合并產(chǎn)生激發(fā)子（ExciplexExciplex）。）。 激發(fā)子遷移激發(fā)子遷移, , 傳遞能量給發(fā)光分子，使其傳遞能量給發(fā)光分子，使其 電子從基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)。電子從基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)。 激發(fā)態(tài)電子躍遷回低能態(tài)，產(chǎn)生輻射。激發(fā)態(tài)電子躍遷回低能態(tài)，產(chǎn)生輻射。 平板顯示器課件 OLEDOLED是一種高亮度、寬視

12、角、全固化的是一種高亮度、寬視角、全固化的 主動(dòng)發(fā)光型顯示器件。主動(dòng)發(fā)光型顯示器件。主要優(yōu)點(diǎn)：主要優(yōu)點(diǎn)： l發(fā)光亮度發(fā)光亮度可達(dá)幾百可達(dá)幾百上萬上萬cd/mcd/m2 2，電視才，電視才100cd/m100cd/m2 2 。 。 l低電壓驅(qū)動(dòng)：低電壓驅(qū)動(dòng)：十幾十幾V V幾幾V V；功耗低。；功耗低。 l有機(jī)材料有機(jī)材料易得，易得，制備工藝簡單，易制成大面積顯示制備工藝簡單，易制成大面積顯示 器件，可以做成器件，可以做成能彎曲的柔軟顯示器。能彎曲的柔軟顯示器。 l很多有機(jī)物都可實(shí)現(xiàn)紅、綠、藍(lán)，很多有機(jī)物都可實(shí)現(xiàn)紅、綠、藍(lán)，易實(shí)現(xiàn)高分辨率易實(shí)現(xiàn)高分辨率 的彩色顯示屏。的彩色顯示屏。 l超輕、超薄超

13、輕、超薄（厚度可低于（厚度可低于1mm1mm），），響應(yīng)速度響應(yīng)速度是液晶是液晶 的的10001000倍，實(shí)現(xiàn)精彩的視頻播放倍，實(shí)現(xiàn)精彩的視頻播放大面積大面積“薄膜電薄膜電 視視”。 OLEDOLED制造成本低，將會(huì)逐漸取代制造成本低，將會(huì)逐漸取代LCDLCD。 平板顯示器課件 OLEDOLED將會(huì)成為平板顯示的主流技術(shù)之一。將會(huì)成為平板顯示的主流技術(shù)之一。 彎曲的柔軟顯示器彎曲的柔軟顯示器 平板顯示器課件 OLEDOLED彩色顯示屏彩色顯示屏 左邊：左邊： OLEDOLED顯示顯示 右邊：右邊： LCDLCD顯示顯示 氣體放電氣體放電 等離子體等離子體 激發(fā)氣體激發(fā)氣體 原子輻射紫外光原子輻

14、射紫外光(UV)(UV) 激發(fā)相應(yīng)激發(fā)相應(yīng) 熒光粉，產(chǎn)生紅、綠、藍(lán)可見光。熒光粉，產(chǎn)生紅、綠、藍(lán)可見光。 AC-PDPAC-PDP DC-PDPDC-PDP AC-PDPAC-PDP是是PDPPDP 技術(shù)的主流技術(shù)的主流 平板顯示器課件 一、彩色一、彩色AC-PDPAC-PDP工作原理工作原理 雙基板型：雙基板型： 對向放電式對向放電式 單基板型：單基板型： 表面放電式表面放電式 平板顯示器課件 表面放電式的一表面放電式的一 種實(shí)用結(jié)構(gòu)種實(shí)用結(jié)構(gòu) 維持電壓維持電壓UsUs 書寫脈沖書寫脈沖UwUw AC-PDPAC-PDP的存儲(chǔ)特性的存儲(chǔ)特性 擦除脈沖中和壁電荷擦除脈沖中和壁電荷QwQw AC

15、-PDPAC-PDP 的驅(qū)動(dòng)：的驅(qū)動(dòng)： 氣體放電氣體放電 點(diǎn)火電壓點(diǎn)火電壓U Uf f 平板顯示器課件 二、彩色二、彩色AC-PDPAC-PDP的特點(diǎn)和應(yīng)用的特點(diǎn)和應(yīng)用 PDPPDP的優(yōu)點(diǎn)：的優(yōu)點(diǎn)： 為自發(fā)光型顯示為自發(fā)光型顯示, ,發(fā)光效率與亮度高，發(fā)光效率與亮度高， 圖像對比度高，視角大。圖像對比度高，視角大。 顯示質(zhì)量好，顯示質(zhì)量好，灰階可超過灰階可超過256256級(jí)，色彩豐富，級(jí)，色彩豐富， 分辨率高，響應(yīng)時(shí)間僅數(shù)分辨率高，響應(yīng)時(shí)間僅數(shù)msms。 有存儲(chǔ)特性，有存儲(chǔ)特性，大屏幕顯示時(shí)能得到較高的大屏幕顯示時(shí)能得到較高的 亮度。亮度。 剛性結(jié)構(gòu)，剛性結(jié)構(gòu)，耐震動(dòng)，機(jī)械強(qiáng)度高，壽命長。耐震

16、動(dòng)，機(jī)械強(qiáng)度高，壽命長。 制造工藝簡單，投資小。制造工藝簡單，投資小。 平板顯示器課件 PDPPDP的缺點(diǎn)：的缺點(diǎn)： 工作電壓較高（工作電壓較高（8080150V150V），不宜在低氣），不宜在低氣 壓環(huán)境下工作（防止充填氣體膨脹）。壓環(huán)境下工作（防止充填氣體膨脹）。 彩色彩色AC-PDPAC-PDP最適宜于大屏幕顯示，最適宜于大屏幕顯示， 可到可到7070以上。以上。 是最佳的大屏幕壁掛是最佳的大屏幕壁掛HDTVHDTV顯示器。顯示器。 數(shù)字微反射鏡器件數(shù)字微反射鏡器件DMDDMD是其核心裝置。是其核心裝置。 （Digital Micromirror DeviceDigital Microm

17、irror Device） 一、一、DMDDMD的結(jié)構(gòu)和工作原理的結(jié)構(gòu)和工作原理 DMDDMD是帶有集成微鏡部件的微電子機(jī)械是帶有集成微鏡部件的微電子機(jī)械 光調(diào)制器，光調(diào)制器，由百萬個(gè)方形微鏡（如由百萬個(gè)方形微鏡（如 161616m16m2 2）組成二維陣列。）組成二維陣列。 平板顯示器課件 DMDDMD芯片芯片 每個(gè)微鏡對應(yīng)一個(gè)每個(gè)微鏡對應(yīng)一個(gè) 像素，微鏡反射照像素，微鏡反射照 明光，投射出去，明光，投射出去， 在屏幕上形成圖像。在屏幕上形成圖像。 Mirror +10 Mirror +10 Mirror -10 Mirror -10 CMOSCMOS 圖像圖像R R、G G、B B二進(jìn)制數(shù)

18、據(jù)二進(jìn)制數(shù)據(jù) 控制微鉸鏈，控制微鉸鏈，微鉸鏈控微鉸鏈控 制每個(gè)鏡片偏轉(zhuǎn)，以通制每個(gè)鏡片偏轉(zhuǎn)，以通 斷一個(gè)像素的光。斷一個(gè)像素的光。 脈沖寬度調(diào)制（脈沖寬度調(diào)制（PWMPWM）技術(shù)）技術(shù) 允許允許1010比特灰度等級(jí)再現(xiàn)。比特灰度等級(jí)再現(xiàn)。 平板顯示器課件 二、二、DLPDLP投影機(jī)系統(tǒng)投影機(jī)系統(tǒng) DMDDMD 是一個(gè)數(shù)字光調(diào)制器，是一個(gè)數(shù)字光調(diào)制器， 自身不發(fā)光。自身不發(fā)光。 平板顯示器課件 為了實(shí)現(xiàn)彩色顯示，為了實(shí)現(xiàn)彩色顯示，DLPDLP投影機(jī)有三片投影機(jī)有三片 式、單片式、兩片式等不同檔次的產(chǎn)品。式、單片式、兩片式等不同檔次的產(chǎn)品。 三片式：三片式：即用三個(gè)即用三個(gè)DMDDMD裝置。每個(gè)裝置。每個(gè) DMDDMD分別用分別用R R、G G、B B數(shù)據(jù)控制。數(shù)據(jù)控制。 單片式：單片式：即用一個(gè)即用一個(gè)DMDDMD裝置。投影燈光裝置。投影燈光 先通過一個(gè)先通過一個(gè)色輪色輪再投射到再投射到DMDDMD上。上。DLPDLP工工 作在順序顏色模式作在順序顏色模式 ，利用視覺暫留作用。，利用視覺暫留作用。 雙片式：雙片式：即用兩個(gè)即用兩個(gè)DMDDMD裝置。裝置